文档介绍：
第七章计算机控制系统软件设计
7.1 程序设计技术
7.2 人机接口(HMI/SCADA)技术
7.3 测量数据预处理技术
7.4 数字控制器的工程实现
7.5 系统的有限字长数值问题
7.6 软件抗干扰技术
软件是工业控制机的程序系统,它可分为系统软件和应用软件。
所谓应用软件就是面向控制系统本身的程序,它是根据系统的具体要求,由用户自己设计的。
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7.1 程序设计技术
7.1.1 模块化与结构化程序设计
7.1.2 面向过程与面向对象的程序设计
7.1.3 高级语言I/O控制台编程
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7.1.1 模块化与结构化程序设计
1.模块化程序设计
2.结构化程序设计
一个完整的程序设计过程可以用左图来说明。
首先要分析用户的要求,这大约占整个程序设计工作量的10%;
然后编写程序的说明,这大约也占10%;
接着进行程序的设计与编码,这大约占30%左右,其中设计与编码几乎各占15%;
最后进行测试和调试,这要花费整个程序设计工作量的40%以上。
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1.模块化程序设计
(1)自底向上模块化设计
首先对最低层模块进行编码、测试和调试。这些模块正常工作后,就可以用它们来开发较高层的模块。这种方法是汇编语言设计常用的方法。
(2)自顶向下模块化设计
首先对最高层进行编码、测试和调试。为了测试这些最高层模块,可以用“结点”来代替还未编码的较低层模块,这些“结点”的输入和输出满足程序的说明部分要求,但功能少得多。
该方法一般适合用高级语言来设计程序。
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2.结构化程序设计
只用三种基本的控制结构就能实现任何单入口单出口的程序。这三种基本的控制结构是“顺序”、“选择”、“循环”。如右图所示。
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7.1.2 面向过程与面向对象的程序设计
1.面向过程的程序设计及其局限性
2.面向对象的程序设计
以上两种方法在概念上存在以下主要区别:
(1)模块与对象
(2)过程调用和消息传递
(3)类型和类
(4)静态链接和动态链接
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7.1.3 高级语言I/O控制台编程
对于PC总线工业控制机,我们以Turbo C为例来说明其访问I/O端口的编程。Turbo C通常有库函数,允许直接访问I/O端口,头文件〈conio.h〉中定义了I/O端口例程。
例如: a=inportw(0x210)
b=inportb(0x220)
第一条指令表示将端口210H的16位二进制数(一个字)输入给变量a,第二条指令表示将端口220H的8位二进制数(一个字节)输入给变量b。在C语言中,0x起头的是16进制数。
又如: outportw(0x230,0x3435)
outportb(0x240,0x26)
第一条指令表示将二字节数3435H输出到端口230H中,第二条指令表示将单字节数26H输出到端口240H中。
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7.2 人机接口(HMI/SCADA)技术
7.2.1 HMI/SCADA的含义
7.2.2 基于工业控制组态软件设计人机交互界面
7.2.3 基于VB/VC++语言设计人机交互界面
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7.2.1 HMI/SCADA的含义
HMI(Human Machine Interface)广义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。一般而言,HMI系统必须有几项基本的能力:
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